Высота столбчатого фундамента

Типы фундаментов. Столбчатый фундамент

Введение

Столбчатый фундамент представляет собой отдельностоящие монолитные или сборные ж/бетонные конструкции, которые располагаются по периметру дома под несущими стенами как внешними, так и внутренними в углах, в местах пересечения стен и в промежутках между ними, если расстояние превышает 3-4 метра.

Уменьшенная несущая способность позволяет использовать его только для каркасных домов, строительства легких жилых зданий из щитовых и деревянных материалов, а так же небольших бань, веранд, пристроек, хозяйственных сооружений и под каркасный гараж. Основное назначение фундамента — передавать нагрузку от дома на грунт (основание). Поэтому для расчета основных характеристик фундамента необходимо произвести расчет веса дома (для этого, можно воспользоваться калькулятором расчета веса дома). Как уже говорилось в статье (Грунты и основания) в зависимости от типа грунта, меняются и его физико-механические свойства, главное из которых — несущая способность грунта. Несущая способность — это максимальная нагрузка, которую грунт способен воспринять от веса дома, без деформаций. Основная задача при расчете столбчатого фундамента сводится к тому, чтобы подобрать такие геометрические размеры, которые позволили бы распределить нагрузку равномерно и не превышая несущую способность грунта.
Для примера, рассмотрим следующий вариант:
имеем дом, одноэтажный, наружные и внутренние стены которого выполнены из оцилиндрованного бревна, толщина наружных стен b=280мм, толщина внутренних несущих стен 240мм. Размер дома в плане составляет 8 х 10 м, длина внутренней несущей стены составляет 10м.п.
По результатам расчета на калькуляторе мы получили общий вес дома (с временными нагрузками и коэффициентом надежности 1,3): 160тн, при этом нагрузка на несущие стены составляет 3,820тн/м.п.

Этап 1. Определяем количество столбчатых фундаментов.

Исходя из условий, что столбчатый фундамент должен располагаться в углах, в местах пересечения стен и в промежутках между ними, если расстояние превышает 3-4 метра. В нашем примере получается 12 фундаментов.

Этап 2. Определяем площадь опирания каждого фундамента.

Для того, чтобы определить площадь опирания, минимально необходимую для того, чтобы не превысить несущую способность грунта, необходимо из таблицы №1 выбрать тип грунта, который находится на нашем участке, например это «супеси сухие, средней плотности» для него максимально допустимая нагрузка 2,5 кг/см2.

Таблица 1. Несущая способность грунтов

Далее, разделим вес нашего дома на несущую способность грунта:
160 000 кг / 2,5 кг/см2 = 64 000 см2, т.е. суммарная площадь наших фундаментов должна быть равна или больше чем 64 000 см2.
Разделим общую площадь на кол-во столбчатых фундаментов:
64 000 см2 / 12 = 5 333 см2
Чаще всего, опорная плита столбчатого фундамента имеет форму квадрата. Поэтому, для того, чтобы определить её размеры извлечем корень квадратный из площади 5 333 см2 и получим 73 см сторона нашего квадрата. Округлим в большую сторону, до размера кратного 5 см и получим размер опорной плиты: 75 х 75 см.

Этап 3. Определяем геометрические размеры столбчатого фундамента.

Толщину опорной плиты принимаем конструктивно 150-200 мм. Сечение столба, который упирается в опорную плиту подбирается из условия: размер опорной плиты должен быть минимум в 1,5 раза больше сечения столба, при этом сечение столба не должно быть меньше 400 мм. Таким образом 750мм/1,5=500мм — выполняются оба условия, следовательно сечение столба принимаем 500 х 500 мм.

Следующим шагом определяем высоту столбчатого фундамента, для которой существует ряд ограничений:

  • уровень грунтовых вод, должен быть ниже подошвы фундамента не менее чем на 500мм;
  • глубина промерзания должна быть не более 1,5 м от поверхности;
  • подошва фундамента должна быт ниже глубины промерзания на 30-40см от глубины промерзания;

Рис. 2. Столбчатый фундамент.

таким образом, на нашем примере предположим, что глубина промерзания 1,4м, отметка уровня грунтовых вод ниже 2,5 м:
получаем для нашего столбчатого фундамента следующую высоту 200мм опорная плита, 1,4м (глубина промерзания) + 0,4м (ниже глубины промерзания) +0,4м (выступает над поверхностью) = 2,2 м общая высота, вычитаем толщину опорной плиты 200мм, получаем — высота нашего столба 2,0м.

Этап 4. Расчет армирования столбчатых фундаментов.

На данном этапе определяются марка бетона, его объем, количество необходимой арматуры, её вес, диаметр и класс, а так же расположение внутри фундамента. Поскольку расчет всех параметров столбчатого фундамента очень сложен, лучше всего обратиться к онлайн калькулятору, их сейчас достаточно в сети Интернет.

Остался ещё один вопрос — стоимость столбчатого фундамента.
Для расчета укрупненной стоимости нам необходимо определить состав работ и перечень необходимых материалов.

Состав работ:

  1. Разработка грунта — (котлован под каждый фундамент) — 2,1(глубина) х 1,6(длина) х 1,6(ширина) = 5,38м3 умножаем на 12 шт общее кол-во фундаментов 5,38 х 12 = 64,5 м 3
  2. Устройство песчаного (щебеночного) основания — 0,3м (толщина) х 1,6(длина) х 1,6(ширина) х 12 шт (кол-во) = 9,2м3
  3. Устройство опалубки — 0,75(ширина плиты) * 4(поверхности) * 0,2(высота плиты) * 12 шт (кол-во) + 0,5(ширина столба) * 4(поверхности) * 2,0(высота столба) * 12 шт = 108,0 + 48,0 = 156 м.кв.
  4. Устройство арматурного каркаса — можно взять данные из калькулятора, можно взять усредненный показатель 45 кг/м3 бетона. ((0,75*0,75*0,2)+(0,5*0,5*2,0))*12 х 45 кг = 0,6125*12*45=330,75 кг
  5. Укладка бетонной смеси — 0,6125*12=7,35м3;
  6. Распалубливание — 156 м.кв.

Перечень материалов:

  1. Песок(щебень) — 9,2 * 1,3 (коэфф. уплотнения) = 11,96м3;
  2. Щиты опалубки — 156 м.кв.;
  3. Арматура — 0,33 тн.;
  4. Бетон — 7,35 х 1,02 = 7,50 м 3;

Далее, в зависимости от региона, где Вы собираетесь строить определяете рыночные расценки на работы и материалы.
Сводим все данные в таблицу №2. и получаем смету:

Таблица 2. Смета.

Если разделить всю сумму на объем фундамента, то мы получим усредненный показатель 20 040 руб./м3
Мы рассмотрели ещё один тип фундаментов — столбчатый фундамент, ознакомились с его расчетом и даже посчитали стоимость. В следующих статьях мы рассмотрим остальные типы фундаментов.

Как сделать столбчатый фундамент своими руками пошаговая инструкция

Столбики, которые используют в качестве фундаментов, довольно часто встречаются в индивидуальном строительстве коттеджных домов городского или загородного типа, дачных строений, других построек, считающихся легкими. В этой статье мы поговорим про столбчатый фундамент его особенности и разберем весь процесс пошагово.

Чем могут отличаться основания на столбах

Цели использования, это удешевление строительства за счет уменьшения объемов земляных работ, а также экономии на устройстве тяжелых и материалоемких фундаментов. Помимо этого, так можно значительно снизить сроки возведения строения и ускорить его ввод в эксплуатацию.
Фундаменты этого типа составляют из вертикальной несущей (столбчатой) и горизонтальной ростверковой (балочной) частей.
Схема столбчатого фундамента с ростверком
Столбик, который может быть в плане как в прямоугольной (квадратной), так и в круглой, а иногда даже в крестообразной или звездчатой конфигурациях устраивается в специально отрытом для него котловане. Материал для изготовления столбов— это:

  • монолитный или сборный железобетон;
  • красный глиняный обожжённый кирпич;
  • каменные блоки (бут) из осадочных или вулканических пород — с одинаковой (пиленные) или произвольной (колотые) формой.

На фото столбчатый фундамент из каменного блока для будущего каркасника
Между собой вертикальные опоры соединяют горизонтальной (ростверковой) балочной конструкцией. Она может состоять из набора индивидуальных балок, располагаемых на двух соседних опорах, а в некоторых случаях балки могут быть собраны в жесткую горизонтальную рамную конструкцию. В зависимости от назначения и веса вышележащих конструкций (стег, перекрытий, кровли) их изготавливают из:

  • металлического проката (уголка, швеллера, двутавра, толстостенных труб);
  • древесины в основном хвойных пород (лиственницы, сосны, ели);

Ростверк из металла и древесины

  • сборного или монолитного железобетона в виде балок, прогонов или ригелей.

  • Традиционно столбчатые фундаменты используют для бесподвальных помещений. Оголовки столбиков и соответственно опирающиеся на них ростверковые балки располагают в соответствии с проектом и особенностями участка строительства. Это, например, может быть связано с вероятностью подтопления паводковыми или грунтовыми водами, ветровой боковой нагрузкой, снежными заносами и другими воздействиями. В соответствии с чем они могут находиться ниже нулевой отметки грунта, на ее уровне или располагаться на высоте до 60 сантиметров от поверхности земли.

    Разновидности оснований на опорах.

    В современном строительстве кроме столбчатых используют и другие типы облегченных фундаментов с отдельно стоящими опорами. Это могут быть:

    • свайные:
    • забивные;
    • свайно-ростверковые;
    • буронабивные;
    • винтовые;
    • комбинированные;
    • другие типы фундаментов с аналогичными свойствами.

    Ранее мы писали подробный статьи про монолитный и свайный фундамент, пожалуйста ознакомтесь!
    Для столбчатых фундаментов после ручного отрытия котлованов под вертикальные опоры используют:

    Монолит

    Обычно так называют монолитный железобетон на портландцементе. Этот материал бывает как товарного (покупного) типа, доставляемый к мечту строительства в самосвалах или в миксерах на автомобильном ходу, так и самостоятельного приготовления в электрических бетономешалках шнекового или роторного типа. Исходя из того, что столбики являются центрально нагруженными они армируются соответствующим пространственным каркасом из арматурных стержней и проволоки с выпуском наружу. При использовании для горизонтальных балок металлопроката, их концы для жесткости можно связать с арматурными выпусками каркасов столбиков при помощи дуговой или газоацетиленовой сварки. Также можно поступить и с железобетонными балками, связав рабочую арматуру со столбиками.
    Устройство столбчатого железобетонного столба

    Кирпич

    Обыкновенный обожженный глиняный красный кирпич в период до 1917 года часто использовался для изготовления столбиков. Кирпич того времени, изготавливаемый путем выдавливания правильно перемешанной и сбалансированной глиняной массе, а также грамотно организованного обжига в кольцевых печах Гофмана, имели высокую плотность, пластичность и прочностные характеристики (после разборки старых построек встречается кирпич с прочностью, превышающей распространенные марки бетона, то есть выше 200 кг/см²), в то время как современный прессованный плохо обожженный кирпич с неоднородной внутренней структурой в своей массе едва дотягивает до прочности в 75 кг/см².

    Из этого следует, что не стоит рекомендовать заменять железобетон на современный красный кирпич для столбчатых фундаментов.

    Блоки

    До появления железобетона (патент Монье, 1867 год, Франция, регулярное использование в строительстве – начало XX века) столбчатые фундаменты из каменных блоков были самыми распространенными. Сейчас блоки различают на:

    • искусственные, изготовленные с использованием того же портландцемента с заполнителями в виде золы, шлаков, других отходов производственных процессов;
    • натуральные;
    • осадочные (известняк, ракушечник, доломит, туф и другие);
    • вулканические (гранит, лабрадорит, габро).
    Читать еще:  Как стыковать плитку с ламинатом

    Блоковый столбчатый фундамент

    Технические параметры материалов

    При изготовлении столбчатых фундаментов немаловажное значение имеют свойства строительных материалов и компонентов, а также правильность их использования.
    Таблица прочности бетона
    Самые востребованные марки цемента для изготовления бетона это М400 и М500. Они в зависимости от рецептуры и ГОСТ 26633-2015 дают бетон прочностью от класса В15 (марка М200) до класса 22.5 (марка М300), наиболее подходящий для изготовления столбиков и ростверковых балок.
    Для армирования используют горячекатанную стержневую круглую сталь класса A-I, A-II, A-III (ГОСТ 5781-82).

    Щебень (размолотые и отсеянные до нужной фракции отходы карьерного производства камня) должен быть с однородной структурой, цветом и плотностью. Это относится ко всем видам. Допускается использование гравия — морской или речной окатанной гальки.

    Самый лучший кварцевый песок для бетона — это промытый морской или речной.

    Важно: перед употреблением карьерного песка его нужно проверить на содержание минеральных растворимых включений, вредно воздействующих на бетон.

    Металлические изделия — арматура, металлопрокат, не должны иметь следов коррозии, искривлений геометрических размеров и других видов дефектов. Перед употреблением они должны пройти агтикоррозионную обработку.

    Хвойная древесина для горизонтальных несущих балок в виде калиброванных бревен или брусов не должна быть поражена грибком, гнилью, плесенью быть зараженной древоядными насекомыми. Также она не должна иметь пороков, таких, как косослойность или повышенная сучковатость. Перед использованием должна быть подвергнута биологической обработке антисептиками, а также антипиренами, препятствующими быстрому возгоранию и поддерживанию горения при воздействии открытого пламени.

    Заглубленность столбчатого фундамента

    Самый прочный столбчатый фундамент получится если отметка его заложения будет ниже глубины промерзания грунта. Для определения этой величины, для того или иного региона существуют карты и таблицы, в том числе в составе соответствующего СНиПа. Для средней полосы России это в среднем 1.5…2.0 метра.
    Карта промерзание грунтов в России
    При сезонном замерзании и оттаивании грунта возникают силы, которые называют, морозное пучинение грунта, вызывающее боковые нагрузки на фундаменты, связанные с его искривлениями и деформациями, если его подошва не имеет надежной связи с прочным недеформируемым грунтовым основанием.
    Повреждения столбчатых опор во время эксплуатации
    В результате неравномерных просадок в плане здания появляются трещины и перекосы в стенах и кровле здания. Что, в свою очередь, может привести к аварийному обрушению отдельных частей или построек в целом.

    В настоящее время для частного строительства легких домов и коттеджей используют фундаменты мелкого заглубления. В этом случае вертикальные и горизонтальные конструкции фундаментов должны быть очень жестко связаны между собой и отметка его верхней точки быть выше уровня земли. В этом случае незначительные деформации постройки, установленной на таком основании, не будет влиять на аварийность строения и качество жизни, находящихся в нем людей.

    Расчет проекта

    Никакое строительство не может быть начато без проекта, включающего в себя такие разделы:

    • изыскательский;
    • архитектурно-планировочный;
    • конструктивно-строительный;
    • инженерно-коммуникационный;
    • экономический;
    • строительно-организовочный;
    • набор исполнительно-разрешительной документации.

    Заказывать все эти части самостоятельно, а потом собирать их в единый документ, дающий право на начало строительства, вряд ли представляется целесообразным.
    План столбчатого фундамента
    Для выполнения всех требующихся законодательством процедур обычно обращаются в специализированные организации, располагающими штатом из проектировщиков, архитекторов, дизайнеров, обмерщиков, сметчиков, лиц (часто с юридическим образованием), взаимодействующих с органами государственной власти и строительного надзора для оперативного и ускоренного решения возникающих вопросов и проблем.

    Проект каркасного дома на столбчатом фундаменте, созданный в трехмерной программе

    Хорошо, если эта организация в своем составе имеет производственные бригады, непосредственно занимающиеся строительством на площадке. Тогда при наличии существенной скидки владельцу участка останется заказать работу «под ключ» и спокойно дожидаться когда его в соответствии со сроками заключенного договора призовут принимать готовый дом.

    Каких размеров должны быть столбы

    Размер или горизонтальное сечение столбов должно удовлетворять условиям прочности, которая должна быть выше нагрузки вышележащих, опирающихся на них конструкций.
    Варианты столбов для основания
    Если исходить из размеров (толщин) стен, то для наружных их принимают не менее двух кирпичей, то есть 50 см, а для внутренних 1.5 кирпича (38см). Таким образом, столбики, расположенные по осям внешнего периметра не должны иметь сечение меньше 50 х 50 сантиметров, а столбики для внутренних капитальных несущих стен 38 х 38 сантиметров.
    Схема расположения столбов
    Этих минимальных размеров следует придерживаться для всех распространенных типов столбиков — из монолитного железобетона, кирпичных, а также блочно-каменных.

    Если проектировщики предлагают столбики другой конфигурации — круглых, крестообразных (это может быть связано с дизайнерскими изысками) они должны представить соответствующий проект и экономический расчет.

    Столбчатый фундамент своими руками — поэтапно

    Для подсобных и хозяйственных легких построек возведение столбчатого фундамента не составит никаких особенных трудностей. Да, для этого нужно иметь некоторый опыт в земляных работах, кладочных (уметь работать с кирпичом и камнем), сварных, бетонных. Но зато для помощи можно пригласить родственников, друзей, соседей или сослуживцев, хорошо разбирающихся в тех или иных строительных работах.

    Разметка

    Для разметки нужно правильно с соблюдением прямых углов перенести оси будущего строения в нужном масштабе из проекта на место подготовленной площадки. Оси — это буквенно-цифровая сетка, своеобразные координаты того, где будет находиться та или иная часть строения.
    Как делать разметку фундамента
    Установка столбиков требуется в местах:

    • пересечения буквенных и цифровых осей:
    • внутренних или внешних углов:
    • границ оконных или дверных проемов:
    • на расстоянии не более 4.5 метра друг от друга вдоль протяженных осей наружных и внутренних стен дома.

    Для разметки потребуется:

    • строительный капроновый (не растягиваемый) шнур или шпагат;
    • деревянные колышки длиной до 40 см, сечением 30 х 30 миллиметров с одним из концов, заточенным под острие;
    • металлическая рулетка или лазерный дальномер;
    • геодезический теодолит —средство отбивки прямых углов (при отсутствии теодолита можно воспользоваться самодельным большим строительным треугольником из шнура или реек, метод его изготовления будет описан ниже);
    • строительный нож;
    • отвес;
    • уровни — пузырьковый и водяной:
    • молоток или небольшая кувалда.

    Большой треугольник для разметки прямых углов изготавливают либо из шнура, либо из достаточно длинных не покоробленных деревянных или металлических реек требуемой длины. Теорема Пифагора гласит, что сумма квадратов катетов (сторон треугольника, образующих прямой угол) равна квадрату гипотенузы (самой длинной стороны, находящейся напротив). Для того, чтобы не связываться с дробными числами, есть простое и изящное решение — это катеты длиной 3 и 4 и гипотенуза — 5. В самом деле, 3² + 4² = 5² (9 + 16 = 25). Величины можно отмерять любым произвольным отрезком, что на шнуре, что на рейках, отмерять, отрезать и получать треугольник с идеальным прямым углом 90° .

    Еще один способ это метод диагоналей. Нужно заготовить длинный шнур с размером, соответствующим периметру и узлами в угловых точках. Угловые точки соединить отрезками с размерами в виде вычисленных (или графически измеренных) величин диагоналей постройки. Растянув на колышках угловые точки периметра там, где они сходятся с диагоналями, и забив их в землю, получим осевую разметку внешних осей.

    Рытье ям под столбы

    Ямы или котлованы под столбы отрываются до проектной отметки, с учетом горизонтального выравнивания его дна, подсыпки демпфирующего песчано–щебеночноого слоя и уширенной бетонной подушки.

    Земляные работы можно выполнять, как ручным, так и механизированным способом. Для того, чтобы не нанести ущерб работающим людям осыпающимся грунтом, стенки котлованов делают наклонными с углом не менее 75…80° от уровня земли к днищу приямка.

    Устройство песчано-гравийной подушки

    Песчано-гравийная или песчано-щебеночная демпфирующая подушка требуется для выравнивания до горизонтальной плоскости днища котлована. Обычно ее толщина не превышает 15 сантиметров. Для приготовления смеси берут три части щебня (гравия) и две части кварцевого песка, тщательно перемешивают и в сухом виде опускают вниз, выравнивая слой за слоем с трамбованием.

    Устройство пятки

    Устройство распределительной подушки вне зависимости от материала столбика выполняют из железобетона марки не ниже М100. Обычная ее толщина 15-20 сантиметров с выступающими за границы столбика консолями шириной 5-10 сантиметров. Подушка армируется в растянутой (нижней) сеткой из арматурных стержней диаметром не меньше 14 миллиметров.
    Устройство бетонной подушки и из блока

    Строительство столбов

    После начального схватывания и начала набора прочности распределительной бетонной подушки приступают к изготовлению самих столбиков.

    Если они кирпичные, устраивается простая кирпичная кладка с рядовой перевязкой. Через каждые 4 ряда вводится армирующая сетка из проволоки диаметром 5-6 миллиметров.
    Как армировать столбы с круглым сечением

    Бетонирование столбиков выполняют в инвентарной или самодельной опалубке после установки и раскрепления заранее изготовленных арматурных проволочно-стержневых каркасов. После набора проектной прочности (28-й день после бетонирования, столбики можно нагружать вертикальной нагрузкой.

    При схватывании бетона (а опалубку можно снять уже на 6 или 7 день), за свежим бетоном требуется двухнедельный уход, заключающийся в регулярном поливе водой и укутывании полиэтиленовой пленкой.

    Устройство ростверка

    Ростверковые балки могут быть выполнены из железобетона, металлопроката или древесины (для совсем уж легких построек, иногда каркасно-щитового типа). Сечения балок рассчитываются на прочность и на гибкость. Перед установкой их защищают на пожаростойкость, на сопротивление биологическим загрязнениям и другим неблагоприятным воздействиям.

    Длина опорной площадки балки на столбик должна быть не менее 15 сантиметров.

    Часто ростверк между смежными балками состоит из группы отдельных балок в количестве до 5 штук, установленных с зазором не менее, чем в 10 миллиметров, связанных между собой бетонными иди растворными нашлепками в опорной зоне.

    Иногда ростверковые металлические балки связываются в цельную раму, которая целиком или по частям устанавливается на столбики при помощи сварки.

    Гидроизоляция

    Для гидроизоляции столбчатых фундаментов, которая не может быть иной, чем внешняя, до закрытия котлованов и приямков используют обмазочную битумно-полимерную мастику горячего или холодного типа, наносимую при помощи кистей-макловиц.

    В некоторых случаях может быть применена более дорогая напыляемая гидроизоляция, создающая долговечную, эластичную и прочную пленку с высокой адгезией к поверхности защищаемой конструкции.

    Пристройки и их фундамент

    К давно существующим зданиям на столбчатых фундаментах при необходимости могут быть пристроены строения на любых основаниях — от ленточных до плитных. Главное, это при помощи эластичных деформационных швов компенсировать неравномерные перемещения так, чтобы они не оказывали влияния на отдельные части зданий и были изолированы от их влияния.

    Читать еще:  Дровник из металла для дачи своими руками

    Чем закрыть промежутки между столбами

    Закрывать промежутки между столбами потребуется в том случае, когда ростверковая балка высоко приподнята над землей. Это нужно для защиты от проникновения в подпол бродячих и домашних животных, грызунов, птиц

    Обычно эти пространства закрывают штампованными искусственным пластиковыми панелями, тем не менее устанавливаемыми так, чтобы не препятствовать проветриванию и обмену с атмосферным воздухом.

    Для предотвращения попадания воды, вокруг дома по границам от отмостки устраивают дренажные канавки, заполненные щебнем.

    Заключение

    Многие заказчики, использующие при строительстве своих домов столбчатые фундаменты остаются довольными своим выбором. Это связано с тем, что начиная в начале сезона строительство, в конце сезона можно уже оценить свой выбор и воспользоваться всеми преимуществами, которые предоставляет загородная недвижимость.

    Столбчатый фундамент: когда это выгодно?

    Одним из распространенных вариантов опор сооружений является столбчатый фундамент. Его отличает простота и пониженная стоимость, что особо важно при возведении небольших построек.

    Фундамент имеет свои плюсы и минусы, а потому выбор должен производиться с учетом конкретных геологических и эксплуатационных факторов. Для обустройства надежной конструкции следует внимательно ознакомиться с основными правилами проектирования и строительства.

    Что это такое?

    Столбчатый фундамент (СФ) – это система опорных столбов, заглубленных в грунт на нужную глубину и связанных между собой ростверком для равномерного распределения нагрузок.

    Опоры устанавливаются на углах, в месте примыкания стен, в наиболее нагруженных местах, а также распределяются вдоль несущих стен с определенным шагом. Единая система позволяет обеспечивать несущую способность фундамента, устойчивость к опрокидыванию, деформации и смещению отдельных столбов.

    Область применения

    Рассматриваемая конструкция доказала свою работоспособность в следующих случаях:

    • фундамент для легких строений (деревянные, щитовые и каркасные дома);
    • опора тяжелых сооружений и их отдельных элементов, когда ленточный фундамент становится экономически невыгодным из-за необходимости заглубления более 2-2,2 м;
    • строительство на грунтах с высокой пучинистостью;
    • возведение хозпостроек и подсобных сооружений с целью экономии средств.

    Использовать столбчатый фундамент не рекомендуется в следующих случаях:

    • на склонах с перепадом высот более 1,8-2 м;
    • при повышенном риске смещения пластов;
    • на сыпучих песчаниках, торфяниках и иных нестабильных грунтах.

    Исходя из экономической целесообразности, не рекомендуется возводить СФ с заглублением более 3,5 м. В этих случаях лучше использовать фундамент свайного типа.

    Классификация СФ производится по конструкции, применяемым материалам и заглублению. По материалу выделяются такие разновидности:

    • железобетонные (бетон с металлическими армирующими элементами);
    • кирпичные или блоковые (шлакоблоки, пеноблоки);
    • деревянные (бревна или брусья);
    • каменные;
    • металлические (как правила, труба);
    • асбестоцементные;
    • пластиковые (пластмассовые трубы с заливкой бетоном).

    По форме столбы могут быть круглыми или прямоугольными (квадратными). Различаются СФ и по типу ростверка.

    Он может изготавливаться путем укладки балки (железобетонной, металлической или деревянной) или возводиться в виде мелкозаглубленной (поверхностной) бетонной ленты по всему периметру дома.

    Кроме того, классификация осуществляется по высоте подземной части столбов – мелкозаглубленный и заглубленный фундамент. По конструкции и технологии изготовления различаются 2 типа СФ – монолитный и сборный фундамент.

    Монолитная конструкция

    Монолитный вариант (МСФ) возводится путем заливки бетона в съемную или неразъемную опалубку. В последнем случае обычно применяется труба (металлическая, пластиковая, асбестовая), внутрь которой заливается раствор и устанавливается армирующий каркас.

    Неразъемная опалубка создает внешнюю защиту (герметичность) и повышает механическую прочность.

    К монолитному бетонному столбчатому основанию можно отнести и деревянные опоры в виде бревен большого диаметра.

    Сборный вариант

    Сборная конструкция (ССФ) может изготавливаться несколькими способами. В частном строительстве часто используется кирпичная, блоковая или каменная кладка. Обязательно монтируется армирующий каркас из арматурных стержней.

    Ускоряет строительство изготовление ССФ из железобетонных блоков. Они устанавливаются друг на друга и скрепляются цементно-песчаным раствором.

    Плюсы и минусы опорно- столбчатого основания

    Популярность такого фундамента обеспечивают следующие его положительные качества:

    1. Снижение себестоимости фундамента. По материалоемкости и трудовым затратам СФ в средним в 1,6-1,8 раз экономичней ленточного основания.
    2. Снижение общих затрат на строительство дома. Другие варианты фундаментов составляют от 20 до 30% стоимости всего сооружения. Вклад СФ в общие затраты не превышает 14-16%.
    3. Уменьшение трудоемкости. Строительство СФ осуществляется значительно быстрее. Существенно снижается объем земляных работ.
    4. Простота технологии. Столбы можно легко возвести своими руками.
    5. Отсутствие необходимости в теплоизоляции. При СФ она практически бесполезна.
    6. Промерзание грунта влияет значительно меньше, чем в случае бетонной ленты.
    7. Уменьшение нагрузки на грунт, что снижает риск проседания и дает возможность повышения удельной нагрузки на 18-20%.
    8. Ремонтоспособность. Отдельные столбы при необходимости можно отремонтировать или заменить в процессе эксплуатации.
    9. Возможность заглубления более 2 м.

    Для объективной оценки необходимо указать и основные недостатки СФ:

    1. Несущая способность СФ ниже по сравнению с ленточным и плитным фундаментом, что ограничивает его применение для тяжелых строений.
    2. Невозможность строительства на подвижных грунтах и на склонах.
    3. Большие проблемы с обустройством подвалов и погребов.

    При выборе СФ особо отмечается, что срок его эксплуатации достигает 100 лет при соблюдении всех технологических нюансов.

    Общая схема устройства

    Как же работает СФ? В основе плана столбчатого фундамента находятся несущие опоры в виде столбов монолитной или сборной конструкции. Они обеспечивают несущую способность фундамента. Этот важнейший параметр зависит от количества и размеров столбов, а также их заглубления.

    Для одинаковой нагрузки опор в процессе эксплуатации, в верхней части формируется сплошной пояс (ростверк). Он воспринимает эксплуатационные нагрузки и равномерно распределяет их на все столбы. В результате СФ работает, как единая система, не допускающая проседания отдельных элементов.

    Размеры

    Фундамент столбчатого типа предназначается для строительства небольших домов. При возведении строений площадью до 30 м2 на нормальном грунте можно использовать опорно-столбчатый фундамент облегченного типа.

    Минимальные размеры столбов определяются, исходя из применяемых материалов, эксплуатационных нагрузок и размеров дома. Они нормируются от 30 до 60 см для разных типов СФ.

    Ширина столбов зависит от толщины стен дома. Опоры должны выступать не менее, чем на 5-6 см от стены в обе стороны. Стена должна приходится четко на средину фундамента.

    Основные узлы и элементы

    Рассматриваемый фундамент содержит следующие основные элементы и узлы:

    1. Подушка из уплотненного гравия (щебня) и песка. Она играет роль демпфера между опорами и грунтом, а также выполняет фильтрующую функцию.
    2. Горизонтальная гидроизоляция защищает столбы от проникновения влаги снизу. Накладывается поверх подушки, и обычно выполняется из рубероида.
    3. Основание (пятка) столба. Это расширенная нижняя часть, увеличивающая площадь опоры. Она не позволяет ей проседать под действием нагрузки и повышает устойчивость.
    4. Основные элементы – опорные столбы с армирующим каркасом.
    5. Соединительный узел. Для скрепления столбов с ростверком концы арматуры выводятся на 60-80 см выше верхнего среза. При необходимости закрепляются специальные шпильки и анкерные болты.
    6. Ростверк. Основные его разновидности: монолитная балка, железобетонная лента и рандбалка. Последний вариант изготавливается в виде кирпичной кладки с армировкой на основании из доски. Тело ростверка в виде непрерывного пояса охватывает весь периметр дома. С помощью соединительного узла оно должно быть надежно соединено с армирующим каркасом столбов.
    7. Вертикальная гидроизоляция. Ее задача – надежная защита от проникновения влаги сбоку. Применяется битумная обмазка, слои рубероида, полиэтилена и современных плиточных или рулонных материалов.

    Все элементы должны быть увязаны в единую систему и работать, как единое целое.

    Глубина заложения

    По высоте подземной части (заглублению) СФ подразделяется на 2 типа. За мелкозаглубленный СФ принимается фундамент с заглублением менее уровня промерзания грунта. Глубина заложения составляет 0,4-0,7 Н, где Н – глубина зимнего промерзания, характерная для данного региона.

    Так для Центрального региона РФ, где Н достигает 1,4 м – глубина МСФ может составлять от 60 до 100 см.

    Одной из разновидностей МСФ является незаглубленный СФ. Независимо от уровня промерзания, его заглубление принимается 40-55 см, что иногда составляет всего 1/3Н.

    Правила глубины заложения заглубленного СФ устанавливают, что его основание должно находиться ниже уровня промерзания на 20-25 см, но на 40-50 см выше расположения грунтовых вод. Этот вариант используется для грунтов с высокой пучинистостью. Для Центральных регионов заглубление достигает 1,6-1,8 м.

    Опоры

    Опорные столбы должны обеспечивать несущую способность и обладать максимальной прочностью. Пятка, как правило, имеет площадь, превышающую сечение столба в 1,8-2 раза. Высота расширенной нижней части достигает 1/3 от заглубления. Например, столб 45х45 см имеет пятку 90х90 см высотой порядка 15 см.

    Второй важный элемент – армирующий каркас. Он состоит из вертикальных стержней стальной арматуры диаметром 12-16 мм, которые имеют горизонтальную увязку (шаг 20-25 см). Количество стержней зависит от размеров столба и может составлять от 4 до 10 штук.При изготовлении МСФ применяется бетон марки не ниже М400.

    Проектирование и расчет

    Надежность СФ зависит от правильного выбора размеров и количества опор. Существует методика проведения точных расчетов, которой пользуются специальные организации. При проектировании СФ в частном строительстве обычно используются упрощенные методики.

    Длина

    Длина, т.е. высота опорных столбов, зависит от глубины заложения и наличия наземной части, т.е. конструкции ростверка. Для больших хозпостроек, бань, сараев для содержания домашних животных обычно применяют незаглубленные опоры длиной 40-50 см. Небольшие жилые дома, дачи имеют СФ с заглублением 60-100 см. Для тяжелых зданий используется заглубление до 3 м.

    Ростверк, как правило, делается с небольшим заглублением (до 20 см) или поверхностного типа. В этом случае длина опоры не превышает глубины заложения СФ.

    Если дом возводится в болотистой местности или с плохой паводковой ситуацией, то ростверк поднимается над поверхностью земли. Наземная часть опоры может достигать 30-40 см. Соответственно, общая длина складывается из заглубления и наземного участка.

    Сечение

    Расчет общей площади опор СФ проводится по простой формуле S=1,3P/Ro, где P – суммарная эксплуатационная нагрузка, учитывающая общий вес строения; Ro – сопротивление грунта (значение брать из таблицы №1).

    Для примера, для дома с полной нагрузкой зимой 25000 кг, расположенного на суглинке (Ro=3,5 кг/см2), суммарная площадь опор должна составлять не менее 1,3х25000/3,5=930 см2. Зная количество столбов, можно определить необходимое сечение каждого из них.

    Читать еще:  Как правильно накрыть крышу профлистом

    Минимальные размеры столбов нормируются с учетом особенности применяемых материалов. Действующие нормативы устанавливают такие значения:

    • монолитный железобетон – 30 см;
    • кирпичная кладка – 38-40 см;
    • бут и бетонные блоки – 40 см;
    • камень – 60 см.

    При проектировании СФ для небольших строений ориентиром становятся именно минимально допустимые размеры столбов.

    Количество

    При определении количества необходимых опорных столбов следует учитывать такие условия:

    1. Столбы обязательно располагаются в углах, в местах прилегания перегородок, в месте формирования дверного проема, а также в местах, где предполагаются значительные нагрузки (например, установка тяжелого оборудования);
    2. Если расстояние между обязательными столбами превышает 2,5-3 метра, то устанавливаются дополнительные, промежуточные опоры в средней части;
    3. Средний шаг расстояния между столбами – 1,5-2 метра;
    4. С увеличением веса сооружения шаг установки опор уменьшается, но делать его менее 1 метра считается не оправданным экономически.

    После определения потребного количества столбов, можно рассчитать минимальное их сечение. Для этого ранее определенное по формуле общее сечение надо разделить на количество опор.

    О технологии возведения такого фундамента подробно можно узнать в другой нашей статье: “Просто и быстро: строим столбчатый фундамент своими руками“.

    Представляем вашему вниманию фото подборку столбчатых фундаментов для разных типов домов

    Полезное видео

    Возведение столбчатого фундамента – в видео:

    Заключение

    Столбчатый фундамент достаточно популярен в частном строительстве. Он помогает значительно снизить затраты на возведение хозпостроек и небольших жилых домов.

    Такой фундамент способен противостоять пучинистости, но непригоден для нестабильных грунтов. Ограничено его использование и для больших домов.

    Расчет и строительство столбчатого фундамента для каркасного дома

    Столбчатый фундамент — это фундамент из нескольких столбов, заглубленных в грунт в определённом порядке и связанных в единую раму посредством деревянной, металлической обвязки или железобетонного ростверка.

    Столбчатые фундаменты применяются в основном для возведения деревянных или каркасных домов высотой не более 2-х этажей, бань, хозяйственных построек, удельная масса которых не превышает 1000 кг/м³. Более тяжёлые дома на таких фундаментах строить нецелесообразно, в связи с относительно невысокой прочностью столбов и недостаточно большой суммарной площадью подошвы.

    Столбчатый фундамент хоть и является самым дешевым, но в случае его правильного проектирования он также будет надежной опорой.

    Достоинства столбчатого фундамента:

    1. экономия денежных средств и трудовых затрат за счёт уменьшения объёма земляных и бетонных работ;
    2. высокая скорость строительства нулевого цикла.

    Основной недостаток столбчатого фундамента:

    1. непредсказуемое поведение отдельных столбов фундамента при легкомысленном отношении застройщика к исследованию свойств грунта на участке (особенно для фундаментов без монолитного ростверка).

    Отличия столбчатого фундамента от ленточного:

    1. подходит для построек, относящихся к облегченному типу (деревянные строения без подвального помещения, колонны и т.д.);
    2. представляет собой ряд опор, находящихся в наиболее нагруженных точках.

    Виды столбчатого фундамента:

    1. по особенностям конструкции:
      • монолитный, который имеет большую прочность, т.к. изготовлен из армированного бетона.
      • сборный, который состоит из отдельных элементов, поэтому имеет слабые места по швам (стыкам).
    2. по глубине размещения основания:
      • заглубленный — размещен ниже уровня промерзания, обязателен на глинистых почвах.
      • малозаглубленный — выполненный на глубине до 700 мм, целесообразен на песчаных или скалистых грунтах.

    Расчет столбчатого фундамента каркасного дома

    Исходные параметры для расчета столбчатого фундамента:

    1. тип грунта и перепад высот в месте будущего строительства;
    2. глубина залегания подземных вод;
    3. уровень промерзания грунта;
    4. проект дома (расположение несущих и внутренних стен).

    Самым главным противопоказанием для выбора столбчатого фундамента является высокий уровень грунтовых вод. Нельзя допускать, чтобы он подходил ближе чем на 50 см к подошве столбов. Кроме того, столбы обязательно должны быть заложены глубже слоя плодородных неустойчивых органических грунтов.

    Сначала необходимо исследовать грунты на месте будущего строительства. Подробно об этом говорится в статье по ссылке http://moi-domostroi.ru. Запомните: приняв решение строить столбчатый фундамент, в обязательном порядке необходимо делать пробное бурение на 0,5-0,6 метров ниже предполагаемой глубины заложения столбов для выявления водонасыщенных слабых грунтов (плывунов).

    После исследования грунтов необходимо определить нагрузку, которую дом с фундаментом будут оказывать на несущий грунт, проще говоря, расчёт веса дома. Оценивается примерная масса будущей постройки (точную считать бессмысленно, однако при подсчетах постарайтесь учесть и нагрузки из-за домашней утвари), после чего выбирается вид столбчатого фундамента. Если есть сомнения, то лучше взять более прочный вариант.

    Примечания:

    1) При угле наклона скатов крыши больше 60º снеговая нагрузка принимается равной нулю.

    2) При расчёте фундамента к весу дома прибавляется и ориентировочный вес самого фундамента. Высчитывается его примерный объём и умножается на удельный вес железобетона, равный 2500 кг/м³.

    После определения веса дома рассчитываем минимально необходимую суммарную площадь (S) оснований всех столбов фундамента:

    где 1,3 — коэффициент запаса надёжности;

    Р — общий вес дома вместе с фундаментом, кг;

    Rо — расчётное сопротивление несущего грунта, кг/см².

    Значение Rо, называемое ещё несущей способностью грунта, ориентировочно можно принять по таблице ниже:

    Примечание:

    Значения расчётных сопротивлений даны для грунтов расположенных на глубине около 1,5 метров. У поверхности несущая способность почти в полтора раза ниже.

    Рассчитав значение суммарной площади оснований всех столбов, мы теперь можем определить их необходимое число в зависимости от диаметра или размеров сечения.

    Итак, спроектированный мной каркасный дом с мансардой имеет размеры 8 на 8 м, высота потолков 1-го этажа 2.5 м, площадь крыши 108 м 2 , стены толщиной 200 мм с утеплением пенопластом или минватой (окончательное решение еще не принято).

    Для расчета нагрузки возьму следующие параметры массы 1 м 2 конструкций:

    1. цокольное перекрытие 75 кг;
    2. чердачное 75 кг;
    3. стены 70 кг;
    4. кровля 30 кг;
    5. снеговая нагрузка 190 кг;
    6. полезная нагрузка помещений (мебель и люди) 210 кг;
    7. фундамент 2500 кг/м 3 ;

    При расчете массы стен просуммировал площадь всех стен, включая внутренние перегородки, получив следующий результат: площадь стен первого этажа 121.5 м 2 , площадь внутренних стен мансарды 41.5 м 2 . Таким образом, масса всех стен дома равна (121.5 + 41.5)*70 = 11 410 кг.

    Площадь перекрытий (цокольного и первого этажа): 8 * 8 = 64 м 2 . Масса перекрытий 64*2*75 = 9 600 кг.

    Полезная нагрузка помещений: 64 * 210 = 13 440 кг.

    Масса чердачного перекрытия (мансарда с утеплением): 108 * 200 = 21 600 кг.

    Масса снеговой нагрузки (при самых худших условиях): 108 * 190 = 20 520 кг.

    Общая масса дома равна примерно 77 тонн.

    Масса фундамента (22 опоры): 4 м 3 * 2500 = 10 000 кг.

    Итого, масса дома с фундаментом составляет около 87 тонн.

    Так как по проекту у меня запланирована установка 22 столбов-опор, теперь необходимо определить потребную площадь их основания (грунт: 50 см плодородный слой, далее — 10 см суглинка, ниже — песок с гравием, грунтовые воды расположены ниже 2 м).

    Минимально необходимая суммарная площадь (S) оснований всех столбов фундамента:

    S = 1.3 * 87 000 (кг) / 3,5 = 32 314 см 2

    Теперь находим потребную площадь одной опоры: 32 314 / 22 = 1 468 см 2 , что соответствует квадрату со сторонами 38 см.

    Если принять размер опоры 0.6 м х 0.6 м (площадь основания 3600 см 2 или 0.36 м 2 ), то суммарная площадь основания всех опор будет равна 7,92 м 2 , а нагрузка на грунт составит не более 1,3 * 87 000/79200 = 1,42 кг/см 2 , что обеспечивает необходимую несущую способность фундамента (ведь под подошвами опор у моего фундамента будет насыпной грунт с уплотнением, т.е. R должно быть не более 1,5 кг/см 2 ).

    Строительство столбчатого фундамента

    Инструмент, который понадобится при возведении столбчатого фундамента:

    1. Лопата.
    2. Опалубка.
    3. Рулетка.
    4. Рубероид.
    5. Геотекстиль плотностью 200 гр/м 2 .
    6. Армирующий каркас.

    Разметка столбчатого фундамента

    О разметке столбчатого фундамента довольно подробно можно почитать по ссылке http://fundamentprofi.ru.

    В связи с тем, что я собираюсь строить столбчатый мелкозаглубленный фундамент (а устройство этого типа основания предполагает, что глубина его заложения не будет превышать 80 см), то технология будет следующей:

    1. на месте строительства снимается плодородный слой почвы;
    2. в минеральном грунте в местах нахождения опор по проекту копаются ямы размером 0,6 х 0,6 м 55-60 см глубиной;
    3. ямы застилаются геотекстилем 200 гр/м 2 и засыпаются щебнем 5-20 слоем 25-30 см, который трамбуется, далее геотекстиль нужно завернуть и положить сверху слой рубероида;
    4. связать армирующий каркас для подошв из арматуры 12мм, уложить на дно ям (прутья арматуры не должны соприкасаться с грунтом), обеспечить вверх вывод концов (до 15 см) для связи с армированием столбов;
    5. залить подошвы столбов (в моем случае опалубкой будут выступать стенки ям).

    В качестве опалубки самих столбов я буду использовать старые доски и фанеру, оставшиеся после разборки старой постройки), хотя некоторые предлагают использовать безнапорную асбоцементную трубу диаметром 300 мм. Армирование столбов — арматура 12 мм.

    Для заливки фундамента буду использовать товарный бетон марки М-300 В22.5. Для самостоятельного замеса 1 м 3 мне потребуется, кг (части) ( подробнее . ):

    1. Портланд цемент М400 — 382 кг (1)
    2. Щебень — 1080 кг (2,83)
    3. Песок — 705 кг (1,85)
    4. Вода — 220 л (0,58)

    Далее — обязательное устройство отмостки и забирки (из листов АЦП) с утеплением Пеноплексом ( подробнее об утеплении фундамента).

    Ошибки при строительстве столбчатого фундамента для каркасного дома

    Самой распространённой ошибкой частных застройщиков при возведении столбчатого фундамента является отсутствие хоть какого, даже приближённого расчёта. Количество столбов, также как и площадь их оснований, берутся «с потолка». Практически на всех строительных сайтах написано одно и тоже — ставьте столбы по углам и на пересечении стен, при необходимости на длинных стенах добавляйте ещё, чтобы расстояние между ними было от 1,5 до 2,5 метров. Нормальный такой разброс! К тому же про площадь основания практически нигде ни слова. А ведь именно от этих показателей зависит, будет ли Ваш дом стоять на месте или со временем начнёт перекашиваться и садиться.

    Теорию, изложенную в этой статье, я практически опробовал и на практике (подробнее — в статье Строительство опорно-столбчатого фундамента под каркасный дом ).

    Ссылка на основную публикацию
    Adblock
    detector